热风循环固化炉设计原则

1、热风循环固化炉设计原则6.4. 1热风循环固化设备的类型热风循环固化设备一般按加热空气介质的方式分为直接加热和间接加热两种形式。直接加热烘干室是将燃油或燃气在燃烧室燃烧时生成的高温空气送往混合室，在混合室内高温空气与来自烘干室的循环空气混合，混合空气由循环风机送往烘于室加热工件涂层使之固化。直接加热的烘干室结构简单、热损失小、投资少并能获得较高的温度，但是燃烧生成的高温空气，往往带有烟尘，若除尘不尽很容易污染涂层。直接加热的热风循环烘干室仅适用于质量不高的涂层固化，如脱水烘干、腻子固化等。间接加热烘干室利用热源在空气加热器内加热空气，加热后的空气通过循环风机在烘干室内进行循环，通过热风循环方式

2、加热工件涂层。间接加热的热风循环烘干室相对直接加热的热风循环烘干室，其热效率较低、设备投资较高，但是其热空气比较清洁。适用于表面质量要求较高的涂层固化，在汽车、摩托车领域应用最为广泛。近年来，随着市场对涂层质量要求的提咼，间接加热热风循环烘干室的占有率正在迅速提咼O直接加热通过式热风循环烘干室如图6%所示，间接加热通过式热风循环烘干室如图6-7所示。6图6-6直接加热通过式热风循环烘干室1一排风管；2,4密闭式风机；3排气分配室；5过滤器；6燃烧室图6-7间接加热通过式热风循环烘干室1一排风分配室；2风机；3过滤器；4电加热器；5排风管6.4.2热风循环固化设备设计的一般原则在进行热风循环固化

3、设备设计时，应考虑以下原则。1）必须减少烘干室内有效烘干区的温差按目前的技术一般可控制在±5X2以内。2）合理确定烘干室的升温时间烘干室的升温时间应首先按照烘干室加热器运行功率进行选择，兼顾实际生产的需要和操作工人的作息安排。3）尽可能减少烘干室不必要的热量损耗4）应尽可能减少烘干室的外壁面积采用桥式结构，准确确定烘干室的通风风量，合理选择循环风机的风量、风压；正确计算加热器的迎风速度；减小烘干室出入口尺寸；优化循环风管和送风口的布置等。5）烘干室内循环热空气必须清洁应选择耐高温（一般25（）V以下）的过滤器，过滤器的过滤精度可根据涂层的要求确定。正确安排过滤器的位置，方便过滤器的维

4、护和过滤材料的更换。合理选择循环风管和烘干室内壁的材料或涂层，镀锌钢板是比较可靠理想的材料，其经济性也较好。6）必须满足消防、环保和劳动卫生法规应根据单位时间进入烘干室的溶剂内容（种类、数量）确定烘干室的通风量，确保烘干室的安全运行。对于密闭的间歇式烘干室和较庞大的连续式烘干室，需考虑增设泄压装置，泄压面积按每立方米烘干室工作容积设置0.050.22m设计。对于设有中央控制系统和自动消防装置的生产线，烘干室可设置火警装置，火警装置应优先使用可燃气体浓度报警器，循环管路及通风管路上均应设置消防自动阀。溶剂型涂料的固化烘干室运行时会排放含有大量有机溶剂的废气，因此这类烘干室的排放空气需经废气处理后

5、才能排空。由于热风循环烘干室的热空气循环以加热器的循环风机为动力，因此热风循环烘干室相对其他形式的烘干室而言，其噪声控制显得相当重要。必须确保设备的整体设计，使工人操作区的噪声符合GBJ-1987的规定。应减少风机的振动，隔断风机与循环风管间的硬连接并选择低转速、耐高温的风机。7）涂层烘干室设备的设计文件内容按照国家标准GB14443-1993涂装作业安全规程一一涂层烘干室安全技术规定，涂层烘干室的设备设计文件需包括该烘干室的工作容积、加热功率、最高允许工作温度、烘干室的工件装载量、涂层溶剂的名称、进入烘干室的最大溶剂量及需补充的新鲜空气量；必须在烘干室的醒目位置安置安全技术铭牌，铭牌中应包括

6、该烘干室所烘干涂层的适用溶剂、最大允许溶剂量、最高工作温度、额定排气量、设计单位名称、制造厂名称及制造年月。图6七热风循环烘干室1空气幕送风管；2空气幕送风机；3空气幕吸风管；4一循环回风管道；5空气过滤器；6循环风机；7空气加热器；8循环送风管；9室体；10悬挂输送机图6T保温护板拼装形式图6-10常用槽轨的形式保温护板由护板框架、保温材料和面板构成，如图6T1所示。护板框架由12mm的钢板冲压或折边成槽钢形杆件焊接或钏接构成，高大的护板框架应增加中间横梁以提高框架的刚度。面板铺设在框架两侧，面板一般采用l2mm的钢板，通常内面板采用镀锌钢板或不锈钢板，面板之间铺塞保温材料隔热。123图6-

7、11保温护板示意图6-12保温护板的连接形式1面板；2石棉板；3框架；4保温材料6.4.3 热风循环固化设备的主要结构各种类型的热风循环固化设备，一般由烘干室的室体、加热器、空气幕和温度控制系统等部分组成，如图6_8所示。6.4.3.1室体（1）室体的构成烘干室室体是由骨架（槽轨）和护壁（护板）构成的箱式封闭空间结构。一般常见的有框架式和拼装式两种形式。框架式采用型钢构成烘干室的矩形框架基本形状，框架具有足够的强度和刚度。室体的主要作用是隔绝烘干室内的热空气，使之不与外界交流，维持烘干室内的热量，使室内温度维持在一定的工艺范围内。室体也是安装烘干室其他部件的基础。ar.«»

8、t.»>.-»»-3一.f.t.亠、tr.t/.亠i*全钢结构有较高的承载能力，在构架上钏接或焊接钢板安装保温材料，也有的将保温板预先制作好后安装在框架之上。框架式也可设计成一段一段的进行现场组合。框架式烘干室整体性好、结构简单，但使用材料较多、运输及安装均不方便，也不利于设备将来的改造扩建。目前框架式烘干室已趋于淘汰。拼装式采用钢板沿烘干室长度折成槽轨形式，将保温护板预先制作好，在安装现场拼插成烘干窒，保温护板拼装形式如图6T所示。槽轨相当于烘干室的横梁，要求槽轨有一定的刚度和强度，槽轨的变形量与烘干室的支柱间距有关。常用槽轨的形式如图6-10所示。一般保

9、温层的厚度在80-200mm左右，烘干室顶部保温层应适当取厚一些。多行程烘干室中间纵向隔板可以由循环风管取代，如果设置隔板，中间隔板也可不设保温层。护板与护板之间的连接要求密封。通常采用的连接形式有直接啮合式和间接啮合式，如图642所示。直接啮合式由于结构简单、拼装方便和热量泄漏较少，使用更为普遍。烘干室的进出口端是热量浪费的主要部分，从进岀口端逸岀的热量不仅造成了烘干室能耗的增加，而且也容易恶化车间的工作环境。为防止和减少烘干室进出口端热量的逸出，在室体设计上一般采用桥式结构。桥式结构的工作原理是：由于热空气的自然对流，较轻的热空气聚集在上部，通过桥板的阻留作用使其不易外逸。桥式烘干室的桥段

10、有两种结构：斜桥和矩形桥。斜桥一般采用框架式结构，矩形桥可参照保温护板设计成（啮合式）拼接式。由于矩形桥的缓冲区域较大，防止热量散失效果较斜桥更好。而且为改善车间工作环境，现在越来越多地在桥段出口（进口）端进行排风，矩形桥的缓冲区域较大，对烘干室循环气流的影响较小，较适合该场合的应用。对于三行程以上的烘干室，采用矩形桥结构，使得烘干室的外观线条流畅，结构也变得更为简单。悬挂输送机可利用保温护板的拼接部分进行安装，对于较宽的烘干室可以在室体内壁的拼接部分设置斜撑。多行程（三行程以上）或吊挂较重工件的烘干室需要在烘干室中央安置立柱，以确保烘干室结构不受影响。对于断面较小的烘干室，考虑到安装、调试及

11、维护人员进出的可能和方便，必须在人员方便进出的位置设置保温密封门。架空的直通式烘干室或桥式烘干室若保温密封门位置较高，应设置人员进出平台，高度超过2rn的平台周围需安装防护栏杆。（2）保温材料的选择护板内保温层的作用是使室体密封和保温，减少烘干室的热量损失，提高热效率。保温层必须采用非燃材料制造。保温层所用材料和厚度应由烘干室的温度、结构决定。一般要求烘干室正常运行时，烘干室保温护板90%95%面积的表面温度不高于环境温度（车间温度）1015X3,型钢骨架的表面温度不超过环境温度30Co保温材料是烘干室的重要组成部分，它对降低热能损耗、改善操作环境有着重要作用。应该从以下几方面对保温材料进行选

12、择。1）保温材料的绝热性保温材料的绝热性即隔热能力，通常用热导率入表示。它与热损耗量Q的关系可由式（6-5）表示。久F（s血）丁(“)式中Q一单位小时内通过保温材料壁板散失的热损耗量，J/h；8保温材料的厚度，m;F一一保温材料导热面积，mz；车间环境温度，t;G烘干室工作温度，X保温材料的热导率，J/（m-h-t）o由式（6舟）可知，烘干室护板散失的热损耗量与保温材料的热导率入成正比，因此希望保温材料的入值低一些。不同的保温材料具有不同的热导率，即使对于同一种保温材料,随着材料的结构、密度、温度、湿度及气压的变化，其热导率一般也有差异。2) 保温材料的耐热性由于烘干室的保温层长期处于高温环境

13、下，因此它必须具有一定的耐热性。要求保温材料在受热后本身的组织结构不被破坏，绝热性不会降低；同时在升温和降温过程中能经受温度的变化。根据使用温度的不同，保温材料可分为高温(8001以上)、中温(40°*C8oor).低温(4oor以下)三种。涂装烘干室一般工作温度在2oor以下，属于低温加热设备。3) 保温材料的力学性能烘干室的保温材料主要是填充使用，要求其具有一定的弹性，收缩率小。4) 保温材料的密度密度是保温材料的主要性能指标之一。其计算公式如下。(6弋)式中P保温材料的密度，kg/m3;G保温材料的质量，kg；Vo保温材料在自然状态下的体积，保温材料的密度越小，保温材料的保温性

14、能越好，因此应采用密度小的保温材料。这样既可节约能源，又可减少烘干室的自重。对于安装上楼的设备，可降低楼板和基础的承载能力。(3) 保温护板厚度的确定保温护板的厚度应考虑满足烘干室的工艺要求，保证良好的操作环境及节约热能，又要尽量减少设备的投资，因此在选择保温护板的厚度时，应根据保障保温板的温差进行计算。其中保温护板外壁的放热系数可按式(6-7)进行计算。(273+匚)°一(273+%)(6-8)(6T)1004Zb)式中8保温材料的厚度，m;保温护板外壁的放热系数，"(n?h"C);IB车间环境温度，*C；u保温护板内壁温度，r；u保温护板外壁温度，r；X保温材

15、料的热导率，J/(mK)。入值与保温层的平均温度成线性变化关系。其中保温材料的平均温度(tp)可由式(610)进行计算。(6-9)(6T0)A=Ao+bqtp2式中k保温材料的热导率，J/(mlC);k保温材料在0X2时的热导率，b每升高It：时，热导率增加的常数；tP保温材料的平均温度，ro10956-热空气，同时需要吸入一部分新鲜空气予以补充。（1）加热系统的分类在燃油型或燃气型的加热系统中，燃烧后的高温气体直接参与烘干室的空气循环，这类加热系统称为直接加热系统。热风循环烘干室煤气直接加热系统如图6T3所示。工作时，煤气在燃烧室中燃烧产生高温生成物，它与经吸风管从烘干室中吸出的热空气图6-

16、13热风循环烘干室煤气直接加热系统1吸风管；2空气过滤器；3调节器；4燃烧器;5止回阀；6蝶阀；7废气排放管；8风机；9送风管；10烧嘴；11煤气调节阀温度范围，通过加热系统的风机将热空气引入烘干室，并在烘干室的有效加热区内形成热空气环流，连续加热工件，使涂层得到固化干燥。为保证烘干室内溶剂蒸气浓度处于安全范围内，烘干室需要排除一部分含有溶剂蒸气的6.4.3.2加热系统热风循环烘干室的加热系统是加热空气的装置，它能将进入烘干室的空气加热至一定的及从空气过滤器引进的新鲜空气相混合。混合的热空气用风机经送风管送入烘干室内，对工件涂层连续加热。间接加热系统如图6-7所示。为满足热风循环烘干室各区段热

17、风量的不同需要，可设置求较快地排出含有溶剂蒸气的空气，因此这个区段要求加热系统能供给较大的热风量。在烘干室的保温段，涂层主要起氧化或缩聚作用而形成固态薄膜，同时也有少量溶剂蒸发，因此不但需要热量，而且还需要新鲜空气，但该区段所需的热量较升温区段少。热风循环烘干室的加热系统，应根据室内各区段的不同要求，合理分配热量。（2）加热系统的组成热风循环烘干室的加热系统一般由空气加热器、风机、调节阀、风管和空气过滤器等部件组成。1）风管加热系统的风管引导热空气在烘干室内进行热风循环，将热量传给工件。风管由送风管和回风管组成。经过加热器加热的空气经送风口进入烘干室内，与工件和烘干室内的空气进行热量交换后由回

18、风口回到加热器，这样必定引起烘干室内空气的流动，形成某种形式的气流流型和速度场。布置送回风管（口）的目的是合理组织烘干室内空气的流动，使烘干室内有效烘干区的温度能更好地满足工艺要求。送回风管（口）的布置是否合理，不仅直接影响烘干室的加热效果，而且也影响加热系统的能耗量。送回风管（口）的位置对保证整个烘干室温度的均匀性有很大影响。送回风管（口）的位置应能保证热空气在烘干室内形成合理的气流组织，使烘干室内有效烘干区的温度分布均匀。多个不同风量的相互独立的加热系统，也可仅设置一个加热系统。在热风循环烘干室的升温段中，工件从室温升至烘干温度需要大量热量，而且大部分溶剂蒸气在此段内迅速挥发，要影响烘干室

19、内空气组织的因素很多，如送风口的位置和形式、回风口的位置、烘干室的几何形状及烘干室内的各种扰动等。其中以送凤口的空气射流及其参数对气流组织的影响最为重要。当加热后的空气从送风口送进烘干室后，该射流边界与周围气体不断进行动量、热量及质量交换，周围空气不断被卷入，由于烘干室内壁的影响导致形成回流，射流流量不断增加，射流断面不断扩大。而射流速度则因与周围空气的能量交换而不断下降。应该注意到，相邻间送风口的射流也会相互影响。因此送风口的开设应考虑到烘干室内有效烘干览的控制温差、送风口的安装位置、有效烘干区的最大允许送风速度和气流射程长度。风管应合理敷设，在满足烘干室要求的条件下，应尽量减少风管的长度、

20、截面和方向的变化，以减少管道中的热损失和压力损失。风管的室外部分表面应敷设保温层。为保证较长的烘干室内各送风口的风量基木相同，送风管需要设计为变截面风管。考虑到制造和安装的方便，也可将送风管制成等截面的矩形风管，通过各送风口的阀门进行送风风量调节。风管之间以法兰或咬口连接，当用法兰连接时，为了提高连接的密封性、减少漏风量，需在连接法兰之间放入衬垫，衬垫的厚度为3如果风管内气流的温度大于70X2时，法兰之间要衬垫石棉纸或石棉绳进行密封。风管一般采用镀锌钢板制造，钢板的厚度可根据风管的尺寸大小选定。不同风管所需的钢板厚度见表6乜和表6£。表圆风管钢板厚度外径/mm钢板制风管1外径/ehi

21、钢板制凤管外径允许偏差/mm壁厚/mm外径允许偏差/mm壁厚/mm100-200±10,55601120±1L0220-500±1(L7512502000±1L215表6今矩形风管钢板厚度外边反钢板制风営外边钢板制风管外边氏允许偏差/mm壁厚/mm夕卜边长允许差/mm壁厚/ee120X120200X2000.5630X250-1000X10001.0250X120500X500=20.751250X2000-2000X250*21215送回凤管（口）在烘干室内布置的方式较多，常用的有下送上回式、侧送侧回式和上送上回式。送回风管（口）在烘干室内布置方式的选

22、择必须根据涂层的要求、设备的结构进彳亍合理选择。送风管各种布置方式的特点见表6T。表6*送风管各种布置方式的特点送回风管布置方式布置位置特点适用范圉下送上回式送凤營沿烘干室底部设置.送凤口一般设在工件下部；回风管利用烘干室上部空余空间设置1利用热空气的开力，送风风速低，送凤温差较小送风经济性好.气流组织合理，工件加热较均匀；拱干室内不易起灰，可保障层质星；需占用烘干室底部的大量空间烘干室体积相对较大工件悬挂戎输送.涂层质咼要求较高，桥式烘干室更适用侧送侧回式单行程烘干室送回风管沿保温护板设置*多行程烘干室送回风管沿保規护板和工件运行屮间空间布置送凤起济性好工件加热鞍均匀；烘干室内不易起灰、可探

23、障涂层质量；弋流组织设计要求较岛涂层质量要求较高，多行稈烘干室可使其体积设计得相对较小，因此更适用上送上回式送回风管均镇什在烘干室上部+送风口侧对工件送风，一般送风风速较高.射程缶卷人的空气it大，温度衰减大,送风温差也大一般是为了利用烘干室的空余空间，丙此烘干峯体积相对较小，热损耗较小'但风机能耗较大送凤凤速较高以防止气流短路*烘干室内容易起灰因各种原因不能在烘于室下部布II风背的场合，桥式烘干室应用较少送风口的形式一般有插板式、格栅式、孔板式、喷射式及条缝式。插板式是在送风管上开设矩形风口，风口的送风量可由风口闸板进行调节。插板式结构简单、制造方便，一般下送上回式结构应用较多，但送

24、风管的风速和送风口的风速必须选择合理，应尽量避免风口切向气流的产生；格栅式是在矩形风口设置格栅板引导气流的方向，一般下送上回式和侧送侧回式均可使用，但要增加烘干室的空间；孔板式是在送风管的送风面上开设若干小孔，这些小孔即送风口，一般下送上回式和侧送侧回式均可使用。它的特点是送风均匀，但气流速度衰减得很快；喷射式送风口是一个渐缩圆锥台形短管，它的渐缩角很小。它的特点是紊流系数小、射程长，适用于上送上回式结构；条缝式送风口在上送上回式结构中也有应用，一般是为了得到较高的送风风速，但其压力损失较大。送风气流方向要求尽量垂直于送风管，一般依靠送风管的稳压层与烘干室内之间的静压差将空气送出。稳压层内的空

25、气流速越小，送风口出流方向受其影响也越小，从而保证气流由垂直送风管送出。若稳压层空气流速过小，送风管截面尺寸增大，影响烘干室体积，送风管内静压也可能过高，漏风量会增大。出风速度过高时，会产生风口噪声，而且直接影响加热系统的压力损失；因此一般限制插板式和格栅式、孔板式出风速度在25m/s范围内；限制喷射式及条缝式出风速度在410m/s范围内。为保证送风均匀，则需保证送风管内的静压处处相等。实际上，空气在流经送风管的过程中，一方面由于流动阻力使静压下降；另一方面，在送风管内由于流量沿程逐渐减少，从而使动压逐渐减少和静压逐渐增大。总之，送风管内的空气静压是变化的。为保证均匀送风，通常限制送风管内的静

26、压变化不超过10%。因此，在设计送风管时应尽量缩短送风管的长度。2）空气过滤器烘干室空气中的尘埃不仅直接影响涂层的表面质量，而且还会影响烘干室内壁的清洁并恶化加热器的传热效果，因此烘干室需要采用空气过滤器进行除尘净化。补充新鲜空气的取风口位置应设在烘干室外空气清洁的地方，使吸入的新鲜空气含尘量较少。热风循环烘干室主要使用干式纤维过滤器和黏性填充滤料过滤器。干式纤维过滤器由内外两层不锈钢（或铝合金）网和中间的玻璃纤维或特殊阻燃滤料制成的滤布组成。滤布的特点是由细微的纤维紧密地错综排列，形成一个具有无数网眼的稠密的过滤层，通过接触阻留作用、撞击作用、扩散作用、重力作用及静电作用进行滤尘。干式纤维过

27、滤器的过滤精度较可靠，而且市场上也有产品供应，应该是首选设备。黏性填充滤料过滤器由内外两层不锈钢（或铝合金）网和中间填充的玻璃纤维、金属丝或聚苯乙烯纤维制成。当含尘空气流经填料时，沿填料的空隙通道进行多次曲折运动，尘粒在惯性力作用下，偏离气流方向并碰到黏性油上被粘住捕获。黏性填充滤料过滤器的黏性油要求耐烘干室的工作温度，而且不易挥发和燃烧。在实际使用中，由于黏性油不易选择，绝大部分的填充滤料过滤器都不使用，因此其过滤效果较差，在涂层质量要求较高的场合不能采用。-、*-ttr.ran3）空气加热器空气加热器用来加热烘干室内的循环空气以及烘干室外补充的新鲜空气的混合空气，使进入烘干室内的混合气体保

28、持在一定的工作温度范围内；空气加热器按其采用的不同热媒可以分为燃烧式空气加热器、蒸汽（或热水）式空气加热器以及电热式空气加热器。 燃烧式空气加热器分为直接加热式和间接加热式两种。a.直接加热式空气加热器通常称为燃烧室（见图6-14）,是将燃气或燃油通过燃烧器（烧嘴）在燃烧室内燃烧，然后将燃料燃烧生成物和热空气的混合气体送入烘干室加热工件涂层。该加热器的优点是热效率高，缺点是热量不易调节，占地面积大，明火也不够安全。另外，混合热空气所含的烟尘较多，影响过滤器的使用寿命和涂层的质量。该加热器一般不23556图6-14直接加热式空气加热器示意1喷嘴；2新鲜空气入口；3排气管;4一混合室；5燃烧室；6

29、循环空气入口;7循环空气出口图6-15间接加热式空气加热器示意1一喷嘴；2循环空气出口；3排气管;4燃烧室；5循环空气入口;6热交换器能用在质量要求高的涂层烘干。b.间接加热式空气加热器(见图645)利用热源通过热交换器加热烘干室的循环空气。该空气加热器的特点是安全，热空气清洁，热量容易调节，占地面积相对较小，但热效率相对直接加热式空气加热器要低一些。通常认为间接加热式空气加热器的效率是直接加热式空气加热器的70%&)%左右。一般直接加热式空气加热器用于腻子或有后处理的底漆烘干室，间接加热式空气加热器可用于面漆及罩光涂料的烘干室。燃烧式加热器燃料供给系统必须设置紧急切断阀。直接加热式空

30、气加热器，烘干室的空气循环系统的体积流量应大于加热系统燃烧产物体积流量的1()倍。燃烧式加热器若使用直接点火装置，燃烧室应该安装火焰监测器，在意外熄火时可自动关闭燃料供给。 蒸汽(或热水)式空气加热器是利用蒸汽或热水通过换热器加热空气的装置。该加热器中的肋片式换热器得到了广泛的应用，其构造如图6-16所示。周折绕片(b)光滑绕片(c)串片LLLLLLrrrrrr(e)二次翻边片图6-17电热式空气加热器示意1一支座角钢；2电热元件；3法兰;4外壳；5接线盒图6-16肋片换热器的构造空气换热器一般垂直安装，也可以水平安装或倾斜安装。但对于蒸汽作热媒的空气加热器，为便于排除凝结水，水平安装时应考虑

31、一定的坡度。按空气流动的方向，换热器可以串联也可以并联。采用何种组合方式应根据通过空气量的多少和需要换热量的大小决定。一般来说，通过空气量多时应采用并联；需要的空气温升大时应采用串联。对于热媒管路来说，也有并联与串联之分。但是对于使用蒸汽作热媒的换热器，蒸汽管路与各台换热器之间只能并联。对于热水作热媒的换热器而言，并联、串联或串、并联结合安装均可。但一般相对空气而言并联的换热器，其热水管路也必须并联；串联的换热器，其热水管路也应串联。在热媒的管路上应有截止阀以便调节或关断换热器，还应设置压力表（和温度计）。此外，对于蒸汽系统，在回水管上还应安装疏水器。疏水器的连接管上应有截止阀和旁通管以利于运

32、行中的维修。为保证换热器的正常工作，在水管的最高点应设置排空气装置，而在最低点应设置泄水和排污阀门。 电热式空气加热器电热式空气加热器示意如图6-17所示。电热式空气加热器是利用电能加热空气的装置，具有加热均匀、热量稳定、效率高、结构紧凑和控制方便等优点，因此在热风循环烘干室中应用较多。电热空气加热器有两种基本的电热元件（换热器），一种是裸线式，另一种是管式。裸线式由裸电阻丝构成，该电加热器的外壳由中间填充保温和绝缘材料的双层钢板组成，在钢板上安装固定电阻丝的陶瓷（或其他耐高温的）绝缘子，电阻丝的排数根据设计需要决定。在定型产品中，常将电加热器做成抽屉式，使维护、检修比较方便。裸线式电加热器热

33、惰性小、加热迅速、结构简单，但容易断丝漏电，安全性差。所以，在使用时必须有可靠的接地装置，并与循环风机联锁运行，以免造成事故。管式电加热器由管状电热元件组成。该电热元件是将电阻丝装在特制的金属套管中，中间填充导热性好但不导电的材料，如结晶氧化镁等。电阻丝两端有钢质引出棒伸出管外，用来接通电源。当电流通过电阻丝时电阻丝产生热量，均匀地加热通过电热元件表面的空气。电热元件在电热空气加热器中均为错列布置。为控制方便，加热器的电热元件可分为常开组、调节组和补偿组。常开组的安装功率一般是加热器设计功率的50%70%；调节组的作用是通过接触器或可控硅精确控制烘干室的温度；在多种烘干温度的烘干室加热器中需设

34、置补偿组。电热式空气加热器安装时要求加热器与金属支架间有良好的电气绝缘，其常温绝缘电阻必须大于1MQ通过加热器的重量速度不宜取得过大或过小。过大时，空气阻力过大，因而消耗能量过多；过小时，阻力过小，但所需加热面较大，初建费用增加。一般认为经济重量速度为812kg/（m3-s）o当使用电热空气加热器时，风速在812m/s较适合，风速过高会使压力损失增加；过低会影响效率。电热空气加热器的电热元件应错排，管间的距离为40mm较适合。空气加热器在热风循环烘干室加热系统中，可以安置在循环风机后的送风段内，也可以安置在循环风机前的回风段内。空气加热器安置在循环风机后时，经过循环风机的空气温度较低，但热风容

35、易从加热器中泄出，影响操作环境。在某些场合可以利用风机后空气加热器前的高压区排放烘干室的废气；空气加热器安置在循环风机前时，外部空气容易从加热器中渗入。这时经过风机的空气是整个热风循环中温度最高点，不能利用风机后的高压区排放烘干室废气，否则会造成大量的热能浪费。目前采用较多的是将空气加热器安置在循环风机前的回风段内。正确合理选择空气加热器，应首先根据涂层的质量要求、烘干室的工作温度及加热风量，在熟悉各形式空气加热器的热工特性和结构特点的基础上，结合现场和使用的性质进行必要的技术经济分析，选用热效率高、安全性好、体积小、易控制、易维护和造价低的空气加热器。 通风机加热系统风机的作用是输送烘干室内

36、的空气进入加热器得到加热，使之达到需要的工作温度，使烘干室内的空气在空气过滤器的作用下改善其洁净度；组织烘干室内的气流，提高热空气与工件涂层之间的热量传递。通风机按其作用原理可分为轴流式和离心式两种，热风循环烘干室加热系统通常采用离心式通风机。对于固化溶剂型涂层的烘干室，为了防火、防爆，风机需选用防爆型产品。由于一般离心式通风机输送介质的最高允许温度不超过801C,因此一般热风循环烘干室加热系统的风机都需要有耐高温的特殊要求。风机的外壳要求保温，以减少热损耗和改善操作环境。风机与风管之间的连接应该严密，防止由于连接不严造成的漏风现象发生。为了防止震动，风机以及配套电机应该采取减震措施。通常在风

37、机和电机座下安装减震垫、橡胶减震器或弹簧减震器。减震器应根据工作负荷和干扰频率进行选择，必须避免共振的发生。由于管路系统连接不够严密，会产生一些漏风现象，因此设计空气加热系统的空气量及压力损失时，应该考虑必要的安全系数。一般采用的安全系数为：附加漏风量010%；附加管道压力损失10%15%。离心式通风机的性能一般指在标准状况下的风机性能。所谓标准状况是指大气压力p=0.IMPa,大气温度T=201C,相对湿度0=50%时的空气状态。而热风循环烘干室空气加热系统风机的使用工况（温度、大气压力、介质密度等）均是在非标准状况下，因此设计选择离心式通风机所产生的风压、风量和轴功率等均应按表6书中有关公

38、式进行计算。在烘干室的安装调试中，常常要对风机的风压或风量进行调节。设计时可以在风机送风管道或进风管道上设置调节阀，通过调整调节阀改变风机在管网上的工作点。在送风管道上减小调节阀开启度时，阻力增加风量减小，该装置简单，但风量的调节范围较小，而且容易使风机进入不稳定区工作；在进风管道上减小调节阀开启度时，风机出口后的管网特性曲线不变，因此具有较宽的风量调节范围。表6书离心式通风机性能参数换算公式改变密度宀转数"时的换算公式改变转数”、大气压P、气体温度丁时検算公式Lj樹LtmHe(273+T2)Pi”fH能(273+心”1”；HiHi3+升"品H2（273+丁昇厲歸6.4.3

39、.3空气幕装置对于连续式烘干室，一般工件连续通过，工件进出口门洞始终是敞开的。为了防止热空气从烘于室流出和外部空气流入，减小烘干室的热量损失，提高热效率，除了将烘干室设计成桥式或半桥式之外，通常在烘干室进、出口门洞处或单个门洞处设置空气幕装置。空气幕装置是在烘于室工件进、出口的门洞处，以风机喷射高速气流形成的空气幕。热风循环烘干室的空气幕一般是在工件进、出口门洞处两侧设置（双侧空气幕），空气幕的通风系统一般单独设置，即具有两个独立通风系统的空气幕，分别设置在烘干室的进、出口门洞处。空气幕出口风速要求适宜，一般为1020m/s。对于烘干溶剂型涂层的烘干室，应注意空气幕风机以及配套电机的防爆问题。

40、对于烘干粉末涂层的烘干室，工件的进、口门洞处不能设置空气幕，这时可考虑在工件出口处单独设置空气幕。6.4.4 热风循环固化设备的计算6.4.4.1计算依据采用设备的类型；传热的形式；最大生产率，（nf/h或kg/h）;挂件最大外形尺寸，长度（沿悬挂输送机移动方向，m）、吊挂间距（m）、宽度（m）、高度（m）;输送机的技术特性”型号、速度（m/min）、移动部分质量（包括挂具，kg/h）;涂料及溶剂稀释剂，种类、进入烘干室的涂料消耗量（kg/h）、进入烘干室的溶剂稀释剂消耗量（kg/h）;固化温度（t）;固化时间（min）;车间温度（t）;热源种类。主要参数：如蒸气压力，电压，燃油后燃气的热值、

41、密度等。6,4.4.2主体尺寸的计算(1) 连续式烘干室室体长度的计算单行程烘干室室体的长度按式(6T1)计算：(6H1)(612)式中L一一连续式烘干室的室体长度，m；h烘干区长度，m;v悬挂输送机速度，m/min;t固化时间，min;12一一进口区长度，m;13出口区长度，mo当设备为直通式烘干室时，昭、13一般为24m;当设备为桥式烘干室时，12、h需要按照悬挂输送机升降段(桥段)的水平投影长度进行计算。悬挂输送机升降段的水平投影计算可以参考式(6T3)。(6-13)式中h一一悬挂输送机的升降高度差，m;R悬挂输送机垂直弯曲段的弯曲半径，一般取0.6m或0.sma悬挂输送机垂直弯曲段的升

42、角，(°),一般a取30°或45°。多行程烘干室室体的长度按式(6-14)计算：(6-14)室体截面的高度按式(6-16)计算：式中L连续式烘干室的室体长度，m;人一一悬挂输送机水平转弯处最远点距烘干室内壁的距离，m;v悬挂输送机速度，m/min;t固化时间，min;Ra悬挂输送机水平转弯段的弯曲半径，m;n一一行程数；仏进口区长度，m;I3出口区长度，m;当设备为直通式烘干室时，一般6</3)=23m；设备为桥式烘干室时，厶(人)可按式(6T3)计算；8烘干室保温护板厚度，一般取0,10.15mo(2) 连续式烘干室室体宽度的计算室体的宽度按式(645)进

43、行计算:(6-15)B=1)+2+262+25(6T5)B连续式烘干室的室体宽度，m;b挂件的最大宽度，m;n烘干室的行程数；R悬挂输送机水平转弯轨道半径，m；bi一一挂件与循环风管的间隙，m,应根据挂件的转向情况等因数确定；be风管宽度，m；8烘干室保温护板厚度，一般取0.l0.15mo图6-18烘干室高度计算(3) 连续式烘干室室体截面高度的计算烘干室高度计算如图6-18所示。+如十力3十讥+禺(616)式中H连续式烘干室的室体截面高度，m;h挂件的最大高度，m;hi挂件顶部至烘干室顶部内壁的距离，m;h2一一挂件底部至循环风管的距离，一般取0.25-0.4m,当在高度方向上不设风管时，h

44、?即为挂件底部至烘干室底部内壁的距离，一般取0.5-0.6m;113循环风管截面高度，m,当在高度方向上不设置风管时，ha=0;3烘干室顶部保温层厚度，一般取0.l0.2m；烘干室底部保温层厚度，一般取O.lmo6.4.4.3门洞尺寸的计算(1) 门洞宽度的计算工件通过处门洞的宽度按式(647)计算：仇=十(617)式中h.工件通过处门洞的宽度(通常指烘干室门洞宽度)，m;b工件的最大宽度，m;b工件与门洞侧边的间隙，一般取0.l-O.Zino挂具通过处门洞的宽度按式(6-18)计算：力；=&'+26：(6-18)式中bo挂具通过处门洞的宽度，m;b一一挂具的最大宽度，m;b挂

45、具与门洞侧边的间隙，一般取0.lg(2) 工件通过处门洞高度的计算工件通过处门洞的高度按式(6T9)计算：打=人+九+他(6T.9)式中ho门洞的高度，m;h工件的最大高度，m；h4工件底部至门洞底边的间隙，一般取0.l0.2m；hs工件顶部至门洞顶边的间隙，一般取0.080.15mo设置空气幕的进、出口门洞应考虑空气幕管道的安装位置。6.4.4.4热损耗量的计算热风循环烘干室设计时，热损耗量的计算一般按工作时单位时间内的热损耗量进行计算，然后再按升温时间的要求计算升温时的热损耗量，两者进行比较，取其大值进行功率计算。(1) 工作时热损耗量的计算工作时单位时间的热损耗量按式(6-20)计算：Q

46、=&(Ql4Q2+Q3+Q«HQ5+Q6+Q7)(6坨0)式中Q工作时总的热损耗量，J/h；Q.通过烘千室外壁散失的热损耗量，J/h；Q通过烘干室地面散失的热损耗量，J/h;Q加热工件和输送机移动部分的热损耗量，J/h；Q<加热涂料(或水分)和涂料中溶剂(或水分)蒸发的热损耗量，J/h；Q加热新鲜空气的热损耗量，J/h；Qs通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量，J/h;Q通过烘干室门洞散失的热损耗量，J/h;k考虑到其他未估计到的热损耗量的储备系数，一般取1.11.3。(2) 通过烘干室外壁散失的热损耗量的计算每小时通过烘干室外壁散失的热损耗量按式(6吆1)计算：Qi=

47、KF(l站(6吆1)式中K烘干室保温护板的传热系数，"（亦ht）,可按表6方进行选取；F一一烘干室保温护板的表面积之和，m2,对于桥式或架空的直通式烘干室即为烘十室的外表面积，对于落地式烘干室即为烘十室外表面积除去底部面积；t烘干室的工作温度，t;to车间（环境）温度，t,取车间全年最低温度月份的平均温度。表66保温护板传热系数K值保温护扳厚度/m0.080.10,12015传恿系散K/J（n?h匸）5100580042003500（3）通过烘干室地面散失的热损耗量的计算直接安装在地面（一般铺设耐火砖）上的烘干室，热空气直接与地面接触，每小时通过烘干室地面散失的热损耗量按式（62）计

48、算：（兔一如）（6血2）式中Ki地面材料的传热系数，一般取经验数据10500J/（m?-h乜）；F.烘干室所占的地面面积，m2;t,烘干室的工作温度，V；“一一车间（环境）温度，（4）加热工件和输送机移动部分的热损耗量的计算每小时加热工件和输送机移动部分的热损耗量按式（6P3）计算：Qs=心+G6）（623）式中Gi按质量计算的工件最大生产率，kg/h;C1工件的比热容，J/（kg'C）；Gz每小时加热输送机移动部分（包括挂具）的质量，kg/h；C2输送机移动部分的比热容，J/（kg）；U工件或输送机移动部分在烘干室出口的温度，,一般取te2=U；ttl工件或输送机移动部分在烘干室进口

49、处的温度，"C,般取tel=teOo（5）加热涂料（或水分）和涂料中溶剂（或水分）蒸发的热损耗量的计算每小时加热涂料（或水分）和涂料中溶剂（或水分）蒸发的热损耗量按式（6吆斗）计算：Qh4C3/.a）+G4r（624）式中Q每小时进入烘干室的最大涂料消耗量，kg/h；C3涂料的比热容，J/（kgX3）;te烘干室的工作温度，r；trti车间（环境）温度，"C；G<每小时进入烘干室的涂料中含有的最大溶剂质量，kg/h；r溶剂的汽化潜热，J/kg。（6）加热新鲜空气的热损耗量的计算每小时加热新鲜空气的热损耗量按式（65）计算：<?皿=6旳（匚一心）（6-25）式中G

50、s每小时进入烘干室的新鲜空气的质量，kg/li；C4空气的比热容，j/（kg-r）;烘干室的工作温度，V；t«0车间（环境）温度，X?O1）对于无溶剂的被涂物烘干Gs可按式（66）估算：Gs=KoF。（6-26）式中G每小时进入烘干室的新鲜空气的质量，kg/h；Fo一烘干室敞开门洞的面积，m2；Ko经验数据，直通式无空气幕时，K。取0.20.4,桥式或有空气幕时，K。取0.1O.15。2）溶剂型涂层烘干室G5的计算确定新鲜空气量的原则是保证在烘干室内可燃气体最高体积浓度不能超过其爆炸下限值的25%,烘干室内粉末最大含量不能超过爆炸下限浓度的50%。各种类型及工作温度的烘干室，按表6T

51、选取烘干室内可燃气体爆炸下限计算值。表6刁可燃气体爆炸下限计算值烘干宅类型烘T温度低于i2or烘干温度不低于120T可堰气体爆炸下限计算值间Jifc式取室温时爆炸下限值取室温时爆炸下限值的0.7连续式取室温时爆炸卜展值取室温时爆炸下限值3）间歇式烘干室新鲜空气量的计算用经验数据计算新鲜空气量。（6切）G=°G和他tt鼻栽a下陽式中一次装载带入烘干室内的溶剂质量，g/次；臥车间内空气的密度，kg/n?;叶一一以最大挥发率计算的溶剂蒸发时间，烘干金属薄壁工件时推荐0.Uh；omh溶剂蒸气的爆炸下限计算值，g/n?；式中峰值溶剂蒸发率，g/min;匕车间内空气的密度，kg/m3;溶剂蒸气的

52、爆炸下限计算值，g/m3；4保证溶剂蒸气浓度低于爆炸下限值的25%的安全系数。已知溶剂每小时的最大蒸发量计算新鲜空气量。G_1°氏小时卩空丸（6乜9）4保证溶剂蒸气浓度低于爆炸下限值的25%的安全系数。a下很式中R小片一一烘干过程中每小时溶剂的最大蒸发量，g/h,当烘干周期小于lh时，R小时为间歇装载的lh平均蒸发量，例如：烘干周期为40min，该周期内溶剂蒸发量为R“（g）,则R小时=R*ox60/40g/h；%ctF®10车间内空气的密度，kg/h;溶剂蒸气的爆炸下限计算值，kg/m3;经验系数。4）连续式烘干室新鲜空气量的计算G诙卩曲/無笈a下眼式中6»期一

53、一每小时带入烘干室内的溶剂质量，g/h；傀丫车间内空气的密度，kg/in;歼限一一溶剂蒸气的爆炸下限计算值，g/m3;4保证溶剂蒸气浓度低于爆炸下限值的25%的安全系数。（7）通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量的计算每小时通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量按式（6£1）计算(6T1)式中Kz外部循环风管的传热系数，J/（n?h！C）,可按表66选取；Fz外部循环风管的面积，m2；风管内的热空气温度，r,一般取以=兔；&车间（环境）温度，Kf一一考虑外部循环风管的热风泄漏及保温层铺设困难的补偿系数，一般取K'=1.5。（8）通过烘干室门洞散失的热损耗量的计算每小时通

54、过烘干室门洞散失的热损耗量按式（6£2）计算：丁!丁电Q7-GF#（j）-（面）（6刁2式中G绝对黑体辐射常数，一般取20520J/（m-h*K*）；Fo一一烘干室敞开门洞的面积，m2；Ti烘干室内空气的绝对温度，K；1?车间（环境）的绝对温度，K；0孔口修正系数，一般为0.650.86。（9）升温时热损耗量的计算升温时单位时间的热损耗量按式（6£3）计算：Q>KS(Q十+QL+Q£)(6453)式中a升温时总的热损耗量，j/h；qL通过烘干室外壁散失的热损耗量，j/h；qL通过烘干室地面散失的热损耗量，J/h；qL加热与热风接触的金属部分的热损耗量，j/h

55、；qL烘干室保温护板的保温层吸热时的热损耗量，j/h；qL加热烘干室内空气的热损耗量，j/h；Ks考虑到其他未估计到的热损耗量的储备系数，一般取1.251.351）通过烘干室外壁散失的热损耗量的计算每小时通过烘干室外壁散失的热损耗量按式（6弓4）计算：(6£4)式中Q工作时通过烘干室外壁散失的热损耗量，J/®2）烘干室地面散失的热损耗量的计算每小时通过烘干室地面散失的热损耗量按式（65）计算:(6T5)式中Q工作时通过烘于室地面散失的热损耗量，J/h。3）加热与热风接触的金属部分的热损耗量的计算每小时加热与热风接触的金属部分的热损耗量按式（6T6）计算：幺=沁严2（6占）式

56、中G«被加热的金属部分质量，kg；C5被加热金属的比热容，J/（kg）；t«烘干室的工作温度，t；“一一车间（环境）温度，V；t从车间温度加热至工作温度时所要求的时间，ho4）烘干室保温护板的保温层吸热时的热损耗量的计算每小时烘干室保温护板的保温层吸热时的热损耗量按式（6弓7）计算：Qu:（6£刀(6弓8)式中G?保温材料的质量,*kg;C4保温材料的比热容，J/（kg-t）；t从车间温度加热至工作温度时所要求的时间，h；Au一一工作温度和外壁的平均温度与车间温度之差，V,加可按式（6T8）计算；t.烘干室的工作温度，t；7烘干室外壁的温度，t；如车间（环境）温度，